網(wǎng)箱養(yǎng)殖投餌機(jī)及其控制研究.pdf

1、隨著海洋養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，網(wǎng)箱養(yǎng)殖憑借其不可替代的優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展起來。由于網(wǎng)箱穩(wěn)定性好，適用于大部分養(yǎng)殖環(huán)境，網(wǎng)箱養(yǎng)殖及投喂設(shè)備研究受到國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者和工程技術(shù)人員青睞。目前國(guó)內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖中使用的投餌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大多數(shù)只能實(shí)現(xiàn)定時(shí)投餌，而且故障率較高，已不滿足網(wǎng)箱養(yǎng)殖需求；從國(guó)外引進(jìn)的大型投餌設(shè)備，雖然能滿足復(fù)雜的養(yǎng)殖環(huán)境，但成本過高，而且與我國(guó)養(yǎng)殖環(huán)境不符。隨著養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，特別是大水面網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)的推廣應(yīng)用，要求投餌機(jī)能夠根據(jù)國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖

2、環(huán)境及養(yǎng)殖對(duì)象的特性投餌。魚群不同生長(zhǎng)階段及不同的養(yǎng)殖環(huán)境所需的投餌量不同，應(yīng)該根據(jù)具體情況實(shí)時(shí)調(diào)整。
　　魚群攝食過程具有一定的規(guī)律，可以通過判別魚群攝食狀態(tài)并根據(jù)判別結(jié)果控制投餌，因此在投餌機(jī)設(shè)計(jì)前對(duì)魚群攝食規(guī)律的研究具有重要意義，可為后續(xù)投餌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)構(gòu)建了圖像采集和處理系統(tǒng)，利用圖像處理技術(shù)通過大量實(shí)驗(yàn)研究提取了魚的形狀特征及攝食過程中魚群面積特征值以得到魚群的攝食規(guī)律。通過形狀特征

3、可判別當(dāng)前網(wǎng)箱養(yǎng)殖中魚的大小，由此確定每次投喂過程中所需的餌料總量；圖像中魚群面積變化規(guī)律用于研究投喂過程中餌料投放規(guī)律。
　　根據(jù)圖像處理得到的魚群攝食規(guī)律及確定的投餌方案，重新設(shè)計(jì)投餌機(jī)各結(jié)構(gòu)使其能夠嚴(yán)格按照投餌方案進(jìn)行投喂。首先根據(jù)攝食需求設(shè)計(jì)了餌料箱的大小與形狀，然后通過分析現(xiàn)有投餌機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)重新設(shè)計(jì)了下料機(jī)構(gòu)和拋料機(jī)構(gòu)，并建立了投餌機(jī)下料機(jī)構(gòu)和拋料機(jī)構(gòu)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，使得投餌機(jī)下料量、下料速度、投餌

4、距離可精確控制，然后根據(jù)獨(dú)特的網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境設(shè)計(jì)了投餌機(jī)整體結(jié)構(gòu)。
　　根據(jù)圖像處理得到的魚群攝食規(guī)律和投餌機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)了智能投餌控制系統(tǒng)，首先進(jìn)行了溫度、pH值、溶氧量、光照強(qiáng)度等測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)，通過模糊控制使投餌機(jī)能夠針對(duì)環(huán)境因素做出投喂調(diào)節(jié)；然后分析了各控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)最終選用單片機(jī)控制系統(tǒng)，針對(duì)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)各外圍模塊，包括設(shè)置模塊、顯示模塊、餌料剩余量等檢測(cè)模塊。由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境的制約，給現(xiàn)場(chǎng)操作帶來極大的不便，針對(duì)此